CN101377218B - 凸轮自适应位移机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种凸轮自适应位移机构，包括轴和套在轴上的圆环体凸轮座，圆环体凸轮座与轴径向啮合轴向可移动配合，凸轮销穿过圆环体轴向凸轮上的螺旋凸轮槽孔插入圆环体凸轮座上的销孔，弹簧间隙配合套在轴上，一侧紧靠圆环体凸轮座右端面，另一侧紧靠弹簧定位装置，本发明能自适应随动力和阻力之间的变化关系提供离合器啮合和分离的动力，反应灵敏，制造成本低。

Description

凸轮自适应位移机构

技术领域

本发明涉及一种自动机构，特别涉及一种凸轮自适应位移机构。

背景技术

现有技术中，电动汽车、摩托车、电动自行车可以换挡的变速器种类繁多，但万变不离其中，主要包括手动变速器、自动挡变速器。手动变速器靠驾驶人员手动实现变速，对驾驶人员的经验要求非常高，驾驶人员水平的高低直接影响行车的安全和车辆的使用寿命，并且对于没有经验的驾驶人员来说，在车速变化突然时，会使发动机处于非稳态工况下运转，容易出现脱挡、熄火等问题。自动挡变速器的传动比选择和换档是自动进行的，机械变速器每个档位的变换是借助反映发动机负荷和车速的信号系统来控制换档系统的执行元件而实现的，驾驶员只需操纵加速踏板以控制车速。但是，自动挡变速器在为离合器提供分离和啮合动力时，要经过一系列信号处理过程，不能根据驱动力和阻力之间的关系随时做出反应。

因此，需要一种自动机构，能自适应随动力和阻力之间的变化关系提供离合器啮合和分离的动力。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种凸轮自适应位移机构，能自适应随驱动力和行驶阻力之间的变化关系提供离合器啮合和分离的动力，反应灵敏。

本发明的凸轮自适应位移机构，包括轴，

a.还包括圆环体轴向凸轮、套在轴上的圆环体凸轮座、凸轮销、弹簧、滚动体和平面轴承；

b.所述轴上设置有轴环形凸台，圆环体轴向凸轮内圆设置有凸轮环形凸台，凸轮环形凸台与轴环形凸台之间设置有平面轴承；

圆环体轴向凸轮圆周上设置有一个以上螺旋展开的凸轮槽孔；圆环体凸轮座上设置有一个以上销孔；凸轮销穿过圆环体轴向凸轮上的螺旋凸轮槽孔插入圆环体凸轮座上的销孔；

圆环体凸轮座套在轴外圆，内圆设置有与滚动体相配合的轴向直槽；轴外圆设置有与滚动体相配合的轴向直槽；圆环体凸轮座与轴之间通过滚动体(8)以径向啮合轴向可移动的方式配合；

c.弹簧间隙配合套在轴上，一侧紧靠弹簧定位装置，另一侧紧靠圆环体凸轮座端面。

进一步，所述圆环体轴向凸轮上的凸轮槽孔由左向右与轴旋转方向相反螺旋展开；平面轴承设置在凸轮环形凸台左侧与轴环形凸台之间；弹簧定位装置为轴环形凸台，弹簧右侧紧靠轴环形凸台，左侧紧靠圆环体凸轮座右端面；

进一步，所述圆环体轴向凸轮上的凸轮槽孔由左向右与轴旋转方向相同螺旋展开；平面轴承设置在凸轮环形凸台右侧与轴环形凸台之间；弹簧左侧紧靠弹簧定位装置，右侧紧靠圆环体凸轮座左端面；

进一步，在装置I的左侧对称设置另外一套结构相同的装置II，所述装置II的轴环形凸台II为可拆卸的方式固定设置在轴上的圆环体，装置II的圆环体轴向凸轮上的凸轮槽孔与装置I的凸轮槽孔旋转方向相反；

进一步，在弹簧定位装置左侧对称安装有与装置III结构相同的装置IV，所述装置IV的轴环形凸台IV为可拆卸的方式固定设置在轴上的圆环体，装置IV的弹簧右侧紧靠弹簧定位装置左侧，装置IV的圆环体轴向凸轮上的凸轮槽孔与装置III的凸轮槽孔旋转方向相反；

进一步，所述弹簧为蝶簧组；

进一步，弹簧与圆环体凸轮座之间设置有调整锁紧力垫圈；

进一步，圆环体凸轮座和轴的轴向直槽分别为三条在圆周上均布，滚动体为滚珠，相应的圆环体凸轮座和轴的轴向直槽的径向截面为圆弧形；

进一步，轴环形凸台为圆周均布设置有三个通孔的圆环体，轴与之相对设置有螺纹孔，轴环形凸台通过螺钉固定在轴上；

进一步，弹簧定位装置为圆周均布设置有三个通孔的圆环体，轴与之相对设置有螺纹孔，弹簧定位装置通过螺钉固定在轴上。

本发明的有益效果是：本发明的自适应圆环体凸轮机构，能自适应随动力和阻力之间的变化关系产生圆周方向的位移，从而提供离合器啮合和分离的动力，本发明反应灵敏，制造成本低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明的实施例一轴向剖面结构示意图；

图2为本发明的实施例二轴向剖面结构示意图；

图3为本发明的实施例三轴向剖面结构示意图；

图4为本发明的实施例四轴向剖面结构示意图；

图5为图1沿A—A向剖视图；

图6为实施例一的圆环体轴向凸轮俯视图；

图7为实施例二的圆环体轴向凸轮俯视图。

具体实施方式

实施例一，本实施例轴1运行时右左向右看顺时针方向旋转。

图1为本发明实施例一轴向剖面结构示意图，如图所示，凸轮自适应位移机构，包括轴1、圆环体轴向凸轮5、套在轴1上的圆环体凸轮座9、凸轮销3、蝶簧组7、滚珠8和平面轴承6；

轴1上加工有轴环形凸台1a，圆环体轴向凸轮5右端内圆加工有凸轮环形凸台5b，凸轮环形凸台5b设置有花键槽，用来与离合器相关部件啮合，凸轮环形凸台5b左侧与轴环形凸台1a之间设置有平面轴承6；

圆环体轴向凸轮5圆周上均布设置有三个由左向右逆时针方向螺旋展开的凸轮槽孔5a；圆环体凸轮座9上设置有三个销孔5a，凸轮销3穿过圆环体轴向凸轮5上的螺旋凸轮槽孔5a插入圆环体凸轮座9上的销孔5a；

圆环体凸轮座9套在轴1的轴环形凸台1a左侧轴段外圆，内圆设置有与滚珠8相配合的径向截面为圆弧形轴向直槽5b；轴1的轴环形凸台1a左侧轴段设置有与滚珠8相配合的径向截面为圆弧形轴向直槽1b；圆环体凸轮座9与轴1之间通过滚珠8进行径向啮合轴向可移动配合；

蝶簧组7间隙配合套在轴1上，右侧紧靠轴环形凸台1a，左侧依次紧靠调整锁紧力垫圈4圆环体凸轮座9右端面。

本机构在运行时蝶簧7依托轴1轴环形凸台紧推压力调整环4，使圆环体凸轮座9、凸轮销3沿着轴1轴向直槽向左直线运动，由于圆环体轴向凸轮5的凸轮槽孔5a由左向右逆时针方向螺旋展开，与轴1轴向直槽不在一个运动轨迹上，因此迫使圆环体轴向凸轮5逆时针旋转一定角度，在圆周方向产生逆时针位移，形成一个保持一定压力的机构，为离合器啮合提供动力，并且可以通过增加调整矩调整环4高度来调整离合器啮合所需压力，达到啮合传动目的。

在本发明中，机动车启动时阻力大于驱动力，阻力迫使轴1带动圆环体凸轮座9、凸轮销3逆时针方向旋转，圆环体轴向凸轮5顺时针转动一定角度，在圆周方向产生顺时针位移，离合器脱离啮合，与此同时，圆柱凸轮5上的凸轮推动凸轮座5和凸轮销3沿凸轮轴1滚珠花键槽直线槽向右轴向移动，压迫蝶簧组7吸收运动阻力矩能量，为离合器恢复啮合传递动力蓄备势能。

行驶阻力减少时，当分力减少到小于蝶簧组7所产生的蝶簧圆柱凸轮自动机构中压力时，因被运动阻力分力压缩而产生蝶簧组7推动下，圆环体凸轮座9、凸轮销3、滚珠及滚珠架2向左轴向移动，带动园柱凸轮5逆时针旋转，离合器啮合。

实施例二，本实施例轴1运行时右左向右看顺时针方向旋转。

图2为本发明的实施例二轴向剖面结构示意图，圆环体轴向凸轮5圆周上均布设置有三个由左向右顺时针方向螺旋展开的凸轮槽孔5a；平面轴承6设置在凸轮环形凸台5b右侧与轴环形凸台1a之间；弹簧7左侧紧靠弹簧定位装置10，右侧通过压力调整环4紧靠圆环体凸轮座9左端面；弹簧定位装置10为圆周均布设置有三个通孔10a的圆环体，轴1与之相对设置有螺纹孔12，弹簧定位装置10通过螺钉11固定在轴上。

本实施例中，本机构在运行时蝶簧7依托弹簧定位装置10紧推压力调整环4，使圆环体凸轮座9、凸轮销3沿着轴1轴向直槽向右直线运动，由于圆环体轴向凸轮5中凸轮槽由左向右顺时针方向螺旋展开，与轴1轴向直槽不在一个运动轨迹上，因此迫使圆环体轴向凸轮5逆时针旋转一定角度，形成一个保持一定压力的机构，为离合器啮合提供动力，并且可以通过增加调整矩调整环4高度来调整离合器啮合所需压力，达到啮合传动目的。

在启动或运行时本实施例机构根据行驶阻力与驱动力之间的关系逆时针或顺时针旋转一定角度，提供离合器啮合或分离动力，与实施例一并无本质区别。

实施例三，本实施例轴1运行时由左向右看顺时针方向旋转。

图3为本发明的实施例三轴向剖面结构示意图，如图所示，在实施例一所述装置I的左侧对称设置另外一套结构相同的装置II，装置II的轴环形凸台1a1为圆周均布设置有三个通孔1a4的圆环体，轴1与之相对设置有螺纹孔1a2，轴环形凸台1a1通过螺钉1a3固定在轴上，装置II圆环体轴向凸轮5上的凸轮槽孔5a与装置I的凸轮槽孔5a旋转方向相反。

实施例四，本实施例轴1运行时右左向右看顺时针方向旋转。

图4为本发明的实施例四轴向剖面结构示意图，如图所示，在所述弹簧定位装置10左侧对称安装有与实施例一所述装置III结构相同的装置IV，所述装置IV的轴环形凸台1a1为圆周均布设置有三个通孔1a4的圆环体，轴1与之相对设置有螺纹孔1a2，轴环形凸台1a1通过螺钉1a3固定在轴上，装置IV的弹簧右侧紧靠弹簧定位装置10左侧，装置IV的圆环体轴向凸轮5上的凸轮槽孔5a与装置III的凸轮槽孔5a旋转方向相反。

实施例三和实施例四分别设置有两套凸轮结构，在启动或运行过程中，一套提供啮合动力，另一套提供分离动力，阻力和驱动力关系发生变化时，两套凸轮结构提供啮合或分离动力也互相变化。原理同实施例一没有本质区别。

图5为图1沿A—A向剖视图，即为自适应圆环体凸轮机构径向剖面图，如图所示，圆环体轴向凸轮5上设置有凸轮槽孔5a；圆环体凸轮座9上设置有销孔9a；凸轮销3穿过圆环体轴向凸轮5上的螺旋凸轮槽孔5a插入圆环体凸轮座9上的销孔9a；

圆环体凸轮座9内圆设置有径向截面为圆弧形的轴向直槽5b；轴1外圆设置有径向截面为圆弧形的轴向直槽1b；滚珠8设置于两直槽之间，对圆环体凸轮座9和轴1进行径向啮合轴向可移动配合，多个滚珠8之间设置有保持架2。

图6为实施例一的圆环体轴向凸轮俯视图，如图所示，圆环体轴向凸轮5上设置有由左向右逆时针轴向螺旋展开的凸轮槽孔5a。

图7为实施例二的圆环体轴向凸轮俯视图，如图所示，圆环体轴向凸轮5上设置有由左向右顺时针轴向螺旋展开的凸轮槽孔5a。

当然，以上实施例仅对本发明起到清楚说明的作用，并不能对本发明保护范围进行限制。比如，轴环形凸台1a可以是在轴上直接加工，也可以将圆环体固定在轴上形成；凸轮槽孔5a也并不局限于在圆环体轴向凸轮5圆周上均布设置有三个；蝶簧组7也不局限于蝶簧，可以是一般的弹簧。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种凸轮自适应位移机构，包括轴(1)，其特征在于：

a.还包括圆环体轴向凸轮(5)、套在轴(1)上的圆环体凸轮座(9)、凸轮销(3)、弹簧(7)、滚动体(8)和平面轴承(6)；

b.所述轴(1)上设置有轴环形凸台(1a)，圆环体轴向凸轮(5)内圆设置有凸轮环形凸台(5b)，凸轮环形凸台(5b)与轴环形凸台(1a)之间设置有平面轴承(6)；

圆环体轴向凸轮(5)圆周上设置有一个以上螺旋展开的凸轮槽孔(5a)；圆环体凸轮座(9)上设置有一个以上销孔(5a)；凸轮销(3)穿过圆环体轴向凸轮(5)上的螺旋凸轮槽孔(5a)插入圆环体凸轮座(9)上的销孔(5a)；

圆环体凸轮座(9)套在轴(1)外圆，内圆设置有与滚动体(8)相配合的轴向直槽(9b)；轴(1)外圆设置有与滚动体(8)相配合的轴向直槽(1b)；圆环体凸轮座(9)与轴(1)之间通过滚动体(8)以径向啮合轴向可移动的方式配合；

c.弹簧(7)间隙配合套在轴(1)上，一侧紧靠弹簧定位装置(10)，另一侧紧靠圆环体凸轮座(9)端面。

2.根据权利要求1所述的凸轮自适应位移机构，其特征在于：所述圆环体轴向凸轮(5)上的凸轮槽孔(5a)由左向右与轴(1)旋转方向相反螺旋展开；平面轴承(6)设置在凸轮环形凸台(5b)左侧与轴环形凸台(1a)之间；弹簧定位装置(10)为轴环形凸台(1a)，弹簧(7)右侧紧靠轴环形凸台(1a)，左侧紧靠圆环体凸轮座(9)右端面。

3.根据权利要求1所述的凸轮自适应位移机构，其特征在于：所述圆环体轴向凸轮(5)上的凸轮槽孔(5a)由左向右与轴(1)旋转方向相同螺旋展开；平面轴承(6)设置在凸轮环形凸台(5b)右侧与轴环形凸台(1a)之间；弹簧(7)左侧紧靠弹簧定位装置(10)，右侧紧靠圆环体凸轮座(9)左端面。

4.根据权利要求2所述的凸轮自适应位移机构，其特征在于：在权利要求2所述装置I的左侧对称设置另外一套结构相同的装置II，所述装置II的轴环形凸台II(1a1)为可拆卸的方式固定设置在轴上的圆环体，装置II的圆环体轴向凸轮(5)上的凸轮槽孔(5a)与装置I的凸轮槽孔(5a)旋转方向相反。

5.根据权利要求3所述的凸轮自适应位移机构，其特征在于：在所述弹簧定位装置(10)左侧对称安装有与权利要求3所述装置III结构相同的装置IV，所述装置IV的轴环形凸台IV(1a1)为可拆卸的方式固定设置在轴上的圆环体，装置IV的弹簧右侧紧靠弹簧定位装置(10)左侧，装置IV的圆环体轴向凸轮(5)上的凸轮槽孔(5a)与装置III的凸轮槽孔(5a)旋转方向相反。

6.根据权利要求1至5任一权利要求所述的凸轮自适应位移机构，其特征在于：所述弹簧(7)为蝶簧组。

7.根据权利要求6所述的凸轮自适应位移机构，其特征在于：弹簧(7)与圆环体凸轮座(9)之间设置有调整锁紧力垫圈(4)。

8.根据权利要求7所述的凸轮自适应位移机构，其特征在于：所述圆环体凸轮座(9)和轴(1)的轴向直槽分别为三条在圆周上均布，滚动体(8)为滚珠，相应的圆环体凸轮座(9)和轴(1)的轴向直槽的径向截面为圆弧形。

9.根据权利要求8所述的凸轮自适应位移机构，其特征在于：所述轴环形凸台(1a1)为圆周均布设置有三个通孔(1a4)的圆环体，轴(1)与之相对设置有螺纹孔(1a2)，轴环形凸台(1a1)通过螺钉(1a3)固定在轴上。

10.根据权利要求9所述的凸轮自适应位移机构，其特征在于：所述弹簧定位装置(10)为圆周均布设置有三个通孔(10a)的圆环体，轴(1)与之相对设置有螺纹孔(12)，弹簧定位装置(10)通过螺钉(11)固定在轴上。

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